微生物、病毒与细胞世界
细菌细胞壁与肽聚糖
/ bak-TEER-ee-ul SEL WAWL and PEP-tih-doh-GLY-kan /
细菌生活在通常比自己体内更淡(盐分更低)的水中,因此水会不断地往里涌,把细胞像一个灌得过满的水气球一样撑大。如果没有什么坚固的东西把它箍住,细胞就会胀破。细菌细胞壁正是这件刚硬的外层束身衣——一张包在细胞膜外、坚固的网,赋予细胞形状,并防止它胀爆。
使细菌细胞壁与众不同的材料是肽聚糖(peptidoglycan),它在自然界别处都找不到。想象一道铁丝网:一条条长长的糖分子链并排排列,再由一段段氨基酸短链(肽)把它们交叉连接起来,形成一整张环绕整个细胞的、巨大的网状分子。这种“糖加肽”的构造,正是“肽聚糖”这个名字字面所描述的。这一层的厚薄和排布在不同细菌之间各异,而这种差异恰恰是革兰氏染色所要检测的。
肽聚糖正因为是细菌独有的,才成为医学上的首要打击目标——你的细胞里没有任何类似的东西,所以一种攻击它的药物可以击中细菌而不伤害你。青霉素及其相关抗生素的作用方式,就是阻断肽聚糖的搭建;细胞壁再也无法构建或修复,于是胀大的细胞破裂。两点提醒:古菌也有细胞壁,但从不由肽聚糖构成;而你自己的细胞根本没有细胞壁(这正是植物那种“细胞壁”属于另一个话题的原因)。
溶菌酶(lysozyme)是你眼泪和唾液中的一种酶,它能剪断肽聚糖的糖链,把细菌撑破。这也是为什么口腔里的小伤口很少感染的原因之一——你自己的唾液正在悄悄地溶解细菌的细胞壁。
溶菌酶攻击的,正是青霉素所针对的同一个肽聚糖目标。
肽聚糖只存在于细菌中——古菌、植物和动物都没有。正是这种独有性,使针对细胞壁的抗生素能够选择性地只毒害细菌。
又称
另见